基于双变换域和对数-极性变换的扩频零视频水印方案

在数字媒体领域，版权保护问题一直是一个重要且复杂的问题。为了有效解决这一问题，数字水印技术成为了一种有效的手段。数字水印技术指的是将特定信息嵌入到数字媒体内容中，比如图片、音频、视频等，用以标识版权、所有权等信息，而不影响原始媒体内容的正常使用。水印技术的关键要求之一是透明性，即在水印嵌入后，原始媒体内容的视觉或听觉感知应基本不变。 数字水印技术可以根据嵌入水印的位置被分为两种主要类型：空域水印和变换域水印。空域水印直接在媒体数据的像素或样本值上进行修改，而变换域水印则是在媒体数据经过某种数学变换后（如离散傅里叶变换（DFT）、离散余弦变换（DCT）、离散小波变换（DWT）等）的变换系数上进行修改。 本文提出了一种基于双变换域和对数-极性变换的扩频零视频水印方案。双变换域方法指的是结合使用两种不同的变换域技术。在此案例中，作者提出了结合二维离散小波变换（2D-DWT）和伪三维离散余弦变换（pseudo 3D-DCT）进行水印嵌入。同时，为了进一步提升水印的安全性和鲁棒性，引入了奇异值分解（SVD）以及对数-极性变换（Log-Polar Transformation）。 对数-极性变换是一种重要的图像处理技术，经常用于图像旋转不变性的研究。这种方法可以将图像的旋转操作转换为沿极坐标轴的平移，从而确保水印嵌入后对于旋转操作具有很强的鲁棒性。奇异值分解是一种矩阵分解技术，可用于提取图像中的重要信息并对其进行修改，而不破坏图像的结构特征。 为了进一步增强系统的鲁棒性和安全性，作者使用了混沌逻辑映射（Chaotic Logistic Mapping）和扩频技术（Spread Spectrum, SS）来扩散水印信息。扩频技术是一种通信技术，它将信号的频谱扩展到更宽的带宽上，从而提高通信的隐蔽性。在数字水印中，通过扩频技术可以将水印信号分散到宿主媒体的频域中，从而使得水印信息难以被检测和移除。 此外，视觉密码学（Visual Cryptography, VC）方案被用来将秘密图像分割成若干份额。视觉密码学是一种加密技术，允许将一幅秘密图像分割成多个共享份额，只有当所有或足够的共享份额叠加起来时，才能解码恢复出原始图像。在本文的方案中，使用视觉密码学方案从特征值和水印生成秘密图像，并在提取方案中使用已注册的认证机构的秘密图像和从待检测图像中提取的特征值，通过视觉密码学方案生成CDMA水印，然后进行解密以获取水印信息。 整体而言，本研究提出的零视频水印方案是一种新颖且有效的数字水印技术，它将多种先进的数学和密码学技术结合在一起，不仅可以保护数字媒体的版权，还具有很高的透明性和鲁棒性。通过对一系列实验的验证，此方案能够有效抵御各种常见的视频处理操作，包括压缩、裁剪、噪声添加和旋转等，这对于在开放和不可控的环境下进行数字媒体版权保护具有重要意义。